حل العناصر الانتقالية في كيمياء بالإجابات والشرح

1. أشحنة النواة الفعالة للعنصر X أكبر من شحنة النواة الفعالة للعنصر Y. الإجابة الصحيحة
2. بنصف قطر العنصر X أصغر من نصف قطر العنصر Y.

   ليه دي غلطنصف قطر X أصغر (لا أكبر) من Y، هذا يتبع من الشحنة الفعالة الأكبر.

3. جنصف قطر العنصر X يساوي نصف قطر العنصر Y.

   ليه دي غلطنصف القطران غير متساويين — X أصغر.

4. دالتنافر بين إلكترونات 3d للعنصر X أقل من التنافر بين إلكترونات 3d للعنصر Y.

   ليه دي غلطالتنافر بين إلكترونات 3d يعتمد على عددها وهو متساوٍ بالفرضية، لكن الشحنة الفعالة الأعلى لـX لا تعني تنافراً أقل للإلكترونات المتماثلة.

ليه دي الصحالإجابة الصح هي إن شحنة النواة الفعّالة للعنصر X أكبر من Y، لأن X جاي بعد Y في السلسلة يعني عنده بروتون زيادة مع نفس عدد إلكترونات 3d، فالنواة بتجذب الإلكترونات أقوى.

عند مقارنة عنصرين متتاليين في السلسلة الانتقالية الأولى ولهما نفس عدد إلكترونات 3d، يكون الفرق الأساسي هو زيادة العدد الذري من عنصر إلى الذي يليه. زيادة عدد البروتونات مع بقاء حجب 3d قريبًا تجعل شحنة النواة الفعالة للعنصر اللاحق أكبر، فيزداد جذب النواة للإلكترونات. لذلك إذا كان X هو اللاحق في الترتيب كما يقرر المفتاح، تكون شحنة النواة الفعالة له أكبر من Y، ويميل نصف قطره إلى الصغر. الاختيارات التي تقول إن نصف قطر X أكبر أو يساوي Y لا توافق أثر زيادة الشحنة الفعالة.

1. أالعنصر (Y) ديامغناطيسي وتحتوي ذرته على ٦ إلكترونات مفردة

   ليه دي غلطY=Cr ليس ديامغناطيسي وليس لديه ٦ إلكترونات مفردة.

2. بالعنصر (X) ديامغناطيسي وتحتوي ذرته على ٦ إلكترونات مفردة

   ليه دي غلطX=Mn ليس ديامغناطيسي (Mn: [Ar]3d⁵4s²، له ٥ إلكترونات مفردة).

3. جالأيون Y²⁺ بارامغناطيسي ويحتوي على ٤ إلكترونات مفردة الإجابة الصحيحة
4. دالأيون X³⁺ بارامغناطيسي ويحتوي على ٥ إلكترونات مفردة

   ليه دي غلطX³⁺=Mn³⁺=[Ar]3d⁴ → 4 إلكترونات مفردة لا ٥.

ليه دي الصحالإجابة الصح هي إن الأيون Y²⁺ بارامغناطيسي وعنده ٤ إلكترونات مفردة، لأن Y هو Cr وأيونه Cr²⁺ تركيبه [Ar]3d⁴ — أربع إلكترونات منفردة تعني بارامغناطيسي.

أعلى حالة تأكسد في السلسلة الانتقالية الأولى ترتبط بالمنجنيز Mn، لأنه يصل إلى +٧. إذا كان X هو Mn والعنصر المتتالي قبله Y هو Cr، ندرس الأيون Y²⁺ أي Cr²⁺. ذرة الكروم تركيبها الشائع [Ar]3d⁵4s¹، وعند تكوين Cr²⁺ تفقد إلكترون 4s وإلكترونًا من 3d فيصبح التركيب [Ar]3d⁴. وجود أربع إلكترونات منفردة يجعل الأيون بارامغناطيسيًا. لذلك العبارة الصحيحة هي أن Y²⁺ بارامغناطيسي ويحتوي على ٤ إلكترونات مفردة، بينما Mn³⁺ يكون 3d⁴ لا 3d⁵.

1. أ[₁₈Ar] 4s¹ 3d⁵

   ليه دي غلط[₁₈Ar]4s¹3d⁵ هو التركيب الإلكتروني للذرة المحايدة Cr، وليس للأيون Cr³⁺.

2. ب[₁₈Ar] 3d³ الإجابة الصحيحة
3. ج[₁₈Ar] 4s² 3d³

   ليه دي غلط[₁₈Ar]4s²3d³ يخص ذرة V (الفاناديوم) المحايدة وليس أيون Cr.

4. د[₁₈Ar] 3d²

   ليه دي غلط[₁₈Ar]3d² يخص Ti²⁺ وليس Cr³⁺.

ليه دي الصحالإجابة الصح هي [₁₈Ar] 3d³، لأن الأصباغ بتاعة هنا بتشير للكروم Cr³⁺؛ الكروم بيفضّ 4s أولًا وبعدين اتنين من 3d، فيبقى معاه ٣ إلكترونات في 3d بس من غير 4s.

المركبات الملونة المستخدمة في الأصباغ في هذا السياق تقود إلى الكروم، وخاصة أيون Cr³⁺. ذرة الكروم المحايدة لها تركيب غير منتظم نسبيًا: [Ar]3d⁵4s¹. عند تكوين Cr³⁺ تفقد الذرة إلكترون 4s أولًا ثم إلكترونين من 3d، فيصبح التركيب [Ar]3d³. لذلك التركيب الإلكتروني الصحيح لأيون العنصر في المركب هو [₁₈Ar] 3d³. وجود 4s في الاختيار يعني ذرة محايدة أو تركيبًا غير مناسب للأيون، و3d² يخص أيونًا آخر مثل Ti²⁺ لا Cr³⁺.